CN110017361A - 双流可调阻尼差速器 - Google Patents

Abstract

本发明双流可调阻尼差速器，由双流变速器、左传动轴、右传动轴与可调制动器连接构成。双流变速器是已有成熟技术。左传动轴是连接左输出端，向左主动轮输出动力的传动轴，右传动轴是连接右输出端，向右主动轮输出动力的传动轴。可调制动器是制动力可调节的制动器。在动力转速从动力输入端分动传动到左传动轴、右传动轴的传动过程中，通过调节与制动端直接连接的可调制动器的制动力，就调节了差速传动阻尼，实现了结构简单的按需要改变差速传动阻尼的可变阻尼差速器。

Description

双流可调阻尼差速器

技术领域

本发明涉及一种行星排复合结构传动机械，具体为由一个双流变速器、左传动轴、右传动轴和一个可调制动器连接构成的，可调节差速传动阻尼的差速器。

背景技术

行星排背景知识：行星排由两个中心轮与带行星轮的行星架三个部件组成，三个部件的排列啮合结构关系决定行星排运动特性方程，决定行星排种类。现有行星排分为圆柱齿轮行星排、锥齿轮行星排。圆柱齿轮行星排包括一个太阳轮、一个内齿圈与带行星轮的行星架，其中太阳轮、内齿圈、行星轮都是圆柱齿轮。圆柱齿轮行星排按行星轮的层数是一层或双层而分为单层星行星排或双层星行星排；单层星行星排中太阳轮与行星轮啮合，行星轮与内齿圈啮合；双层星行星排中太阳轮与内层行星轮啮合，内层行星轮与外层行星轮啮合，外层行星轮与内齿圈啮合。锥齿轮行星排包括两个中心轮与带行星轮的行星架，一般是单层星行星排，行星轮是一层，其两个中心轮与行星轮都是锥齿轮；左侧中心轮与行星轮啮合，行星轮与右侧中心轮啮合。太阳轮与内齿圈都属于中心轮。本发明提出，所有由两个中心轮与带行星轮的行星架组成的传动机械都是行星排，一个中心轮与行星轮啮合，多层行星轮相互啮合，行星轮与另一个中心轮啮合，行星架带着行星轮围绕中心轮轴线转动，行星轮既公转又自转；行星轮的层数可以是一层、二层、三层。例如双太阳轮行星排是一种双层星行星排，包括两个太阳轮与带行星轮的行星架，其两个太阳轮与行星轮都是圆柱齿轮；其每个行星轮是共轴的两个齿轮，称为左侧行星轮、右侧行星轮；左侧行星轮与左侧太阳轮啮合，左侧行星轮与右侧行星轮直接连接，右侧行星轮与右侧太阳轮啮合；左侧太阳轮的节圆直径不等于右侧太阳轮的节圆直径，左侧太阳轮齿轮模数不必须等于右侧太阳轮齿轮模数。再例如双内齿圈行星排是一种双层星行星排，包括两个内齿圈与带行星轮的行星架，其两个内齿圈与行星轮都是圆柱齿轮；其每个行星轮是共轴的两个齿轮，称为左侧行星轮、右侧行星轮；左侧行星轮与左侧内齿圈啮合，左侧行星轮与右侧行星轮直接连接，右侧行星轮与右侧内齿圈啮合；左侧内齿圈的节圆直径不等于右侧内齿圈的节圆直径，左侧内齿圈齿轮模数不必须等于右侧内齿圈轮齿轮模数。设行星排的三个部件太阳轮或左侧中心轮为t、行星架为j、内齿圈或右侧中心轮为q，左侧行星轮或左侧外行星轮为xz，右侧行星轮或右侧外行星轮为xy，设Zt为太阳轮或左侧中心轮齿数，Zq为内齿圈或右侧中心轮齿数，Zxz为左侧行星轮或左侧外行星轮齿数，Zxy为右侧行星轮或右侧外行星轮齿数，Nt为太阳轮转速,Nq为内齿圈转速,Nj为行星架转速，Nx为行星轮转速；圆柱齿轮行星排与锥齿轮行星排的特性参数a＝Zq/Zt，双太阳轮行星排的特性参数、双内齿圈行星排的特性参数均为a＝(Zq*Zxz)/(Zt*Zxy)。所有单层星行星排的运动特性方程为：Nt+a*Nq＝(1+a)*Nj，服从该运动特性方程的行星排都是单层星行星排；在该运动特性方程中，系数绝对值最大项是Nj，该项对应的部件是行星架。所有双层星行星排的运动特性方程为：Nt-a*Nq＝(1-a)*Nj，服从该运动特性方程的行星排都是双层星行星排；当a<1.0时，在该运动特性方程中系数绝对值最大项是Nt，该项对应的部件是标注为t的一侧中心轮，当a>1.0时，在该运动特性方程中系数绝对值最大项是Nq，该项对应的部件是标注为q的一侧中心轮。

传统的冠状差速器、行星排差速器，在差速传动中易出现总转矩不足。传统限滑差速器，性能较好，但结构复杂。这些传统差速器的差速传动阻尼都是预先设置，不可调节，不易做到按需要的差速传动阻尼进行差速传动。传统的可调阻尼差速器例如托森差速器，可以自动调节差速传动阻尼，但结构非常复杂。

本发明提出新一类差速传动器，结构简单，应用于机动车辆左右主动轮的传动，通过可调制动器按需要改变差速传动阻尼，成为可变阻尼差速器。

发明内容

本发明双流可调阻尼差速器由一个双流变速器、左传动轴、右传动轴和一个可调制动器连接构成。

所述双流变速器又称为双流波箱，是现有成熟技术。是两个行星排连接形成的结构，特征是两个行星排设置为同种行星排，两个行星排具有相同特性参数，把它们称为左行星排与右行星排。这两个同种行星排的种类可以是任意种类的完整行星排，常见的包括圆柱齿轮单层星行星排、锥齿轮单层星行星排、双太阳轮行星排、双内齿圈行星排等，还可以是其他种类的行星排。左行星排以其运动特性方程中系数绝对值最大项所对应的部件作为左输出端，另外两个部件中一个部件作为左一号输入端，另一个部件作为左二号输入端；右行星排以其运动特性方程中系数绝对值最大项所对应的部件作为右输出端，另外两个部件中一个部件作为右一号输入端，另一个部件作为右二号输入端；作为左一号输入端的部件与作为右一号输入端的部件名称相同，作为左二号输入端的部件与作为右二号输入端的部件名称相同。设置一个输入端，使该输入端与左一号输入端连接、与右一号输入端连接，连接的结果在该输入端输入转速时使左一号输入端与右一号输入端的转动方向相同、且该输入端到左一号输入端的传动比与该输入端到右一号输入端的传动比相等；该输入端就称为同向输入端。设置另一个输入端，使该输入端与左二号输入端连接、与右二号输入端连接，连接的结果在该输入端输入转速时使左二号输入端与右二号输入端的转动方向相反、且该输入端到左二号输入端的传动比绝对值与该输入端到右二号输入端的传动比绝对值相等；该输入端就称为反向输入端。左行星排具有整合转速的功能，可以把左一号输入端的转速与左二号输入端的转速整合成左输出端的转速；右行星排具有整合转速的功能，可以把右一号输入端的转速与右二号输入端的转速整合成右输出端的转速。本发明提出采用任意种类的完整行星排均可连接形成双流变速器，其中采用双太阳轮行星排、双内齿圈行星排时传动效率更高，这是对双流变速器的拓展改进；本发明对双流变速器的表述总括了所有双流变速器的特征。传统的双流变速器常采用圆柱齿轮单层星行星排作为左行星排、右行星排，以其行星架作为左输出端、右输出端，内齿圈作为左一号输入端、右一号输入端，太阳轮作为左二号输入端、右二号输入端(或太阳轮作为左一号输入端、右一号输入端，内齿圈作为左二号输入端、右二号输入端)。

左传动轴是连接左输出端，向左主动轮输出动力的传动轴；右传动轴是连接右输出端，向右主动轮输出动力的传动轴。

可调制动器，是制动力可调节的制动器，例如助力制动器、电控制动器、液压控制制动器等。本发明通过调节可调制动器的制动力来调节差速传动阻尼。

双流可调阻尼差速器的连接方法为：使左输出端与左传动轴连接，使右输出端与右传动轴连接，设置从左输出端到左传动轴的传动比等于从右输出端到右传动轴的传动比。双流变速器与左传动轴、右传动轴连接后，同向输入端与反向输入端这两个输入端，必有一个输入端的转速导致左传动轴与右传动轴的转速相同，这个输入端就是本发明的动力输入端，动力输入端连接动力源；另一个输入端的转速导致左传动轴与右传动轴的转速绝对值相同、转动方向相反，这个输入端就是本发明的制动端，制动端直接连接可调制动器。如果左输出端与左传动轴、右输出端与右传动轴的连接中改为设置从左输出端到左传动轴的传动比等于从右输出端到右传动轴的传动比的负值，动力输入端与制动端就互换。在动力转速从动力输入端分动传动到左传动轴、右传动轴的传动过程中，通过调节与制动端直接连接的可调制动器的制动力，就调节了差速传动阻尼。

本发明所述连接分为直接连接与间接连接，直接连接使参与连接的各部件转速相同，间接连接使参与连接的各部件之间形成固定的转速比例关系。本发明所表述连接，表示采用直接连接或间接连接。所述动力源，是燃油发动机、电力发动机等发动机，或发动机后的变速器减速器传动装置等；动力源与动力输入端连接可以输入动力转速。

本发明可用于机动车辆左右主动轮的可变阻尼差速传动。

本发明双流可调阻尼差速器的有益之处在于，提出了由双流变速器、左传动轴、右传动轴和可调制动器连接构成本发明。提出了在动力转速从动力输入端分动传动到左传动轴、右传动轴的传动过程中，通过调节与制动端直接连接的可调制动器的制动力，就调节了差速传动阻尼，实现了结构简单的按需要改变差速传动阻尼的可变阻尼差速器。此前无人提出相同发明。

附图说明

图1为本发明双流可调阻尼差速器的第一种示意图，也是本发明实施例1示意图，是整幅简图。1为同向输入端兼动力输入端，2为反向输入端兼制动端，3为左主动锥齿轮，4为左从动锥齿轮，5为右主动锥齿轮，6为右从动锥齿轮，7为反向锥齿轮，8为反向左锥齿轮，9为反向右锥齿轮，10为旁轴齿轮，11为外齿环，12为左一号输入端，13为左二号输入端，14为左输出端，15为右一号输入端，16为右二号输入端，17为右输出端，18为可调制动器，19为左传动轴，20为右传动轴。其中左行星排、右行星排均采用圆柱齿轮单层星行星排。

图2为本发明双流可调阻尼差速器的第二种示意图，也是本发明实施例2示意图，是整幅简图。1为同向输入端兼动力输入端，2为反向输入端兼制动端，3为可调制动器，4为右动力齿轮，5为动力齿轮，6为左动力齿轮，7为右制动齿轮，8为左制动齿轮，9为右一号输入端，10为右二号输入端，11为右输出端，12为左一号输入端，13为左二号输入端，14为左输出端，15为右输出锥齿轮，16为右传动锥齿轮，17为右传动轴，18为左输出锥齿轮，19为左传动锥齿轮，20为左传动轴。其中左行星排、右行星排均采用双太阳轮行星排。

各图中各行星排以全幅结构简图示意，可调制动器示意为接地的离合器符号。各图中各部件只示意结构关系，未反映真实尺寸。

具体实施方式

实施例1：本发明双流可调阻尼差速器的第一种例子，由一个双流变速器、左传动轴、右传动轴和一个可调制动器连接构成。参见图1。

双流变速器左行星排、右行星排采用圆柱齿轮单层星行星排，这两个行星排同轴，其行星轮的轮组数目均为二组；以行星架作为左输出端(14)、右输出端(17)，太阳轮作为左一号输入端(12)、右一号输入端(15)，内齿圈作为左二号输入端(13)、右二号输入端(16)。在反向输入端(2)上设置反向锥齿轮(7)，在两个内齿圈上分别设置两个外齿环(11)，设置两个旁轴齿轮(10)分别与两个外齿环(11)啮合，设置反向左锥齿轮(8)、反向右锥齿轮(9)分别与两个旁轴齿轮(10)直接连接，使反向左锥齿轮(8)、反向右锥齿轮(9)分别与反向锥齿轮(7)啮合，这样，从反向输入端(2)开始，通过反向锥齿轮(7)、反向左锥齿轮(8)、左侧的旁轴齿轮(10)、左侧的外齿环(11)与左二号输入端(13)间接连接，通过反向锥齿轮(7)、反向右锥齿轮(9)、右侧的旁轴齿轮(10)、右侧的外齿环(11)与右二号输入端(16)间接连接，设置这两个间接连接的传动比呈互为负值关系，即反向左锥齿轮齿数＝反向右锥齿轮齿数、左侧旁轴齿轮齿数＝右侧旁轴齿轮齿数、左侧外齿环齿数＝右侧外齿环齿数。在同向输入端(1)上设置左主动锥齿轮(3)、右主动锥齿轮(5)，在左一号输入端(12)上设置左从动锥齿轮(4)，使左从动锥齿轮(4)与左主动锥齿轮(3)啮合；在右一号输入端(15)上设置右从动锥齿轮(6)，使右从动锥齿轮(6)与右主动锥齿轮(4)啮合，设置同向输入端(1)到左一号输入端(12)的传动比等于同向输入端(1)到右一号输入端(15)的传动比，即左主动锥齿轮齿数＝左从动锥齿轮齿数、右主动锥齿轮齿数＝右从动锥齿轮齿数。

左传动轴(19)是连接左输出端(14)，向左主动轮输出动力的传动轴；右传动轴(20)是连接右输出端(17)，向右主动轮输出动力的传动轴。

可调制动器(18)，采用电控制动器，是制动力可调节的制动器。本实施例通过调节可调制动器(18)的制动力来调节差速传动阻尼。

本实施例的连接方法为：使左输出端(14)与左传动轴(19)直接连接，右输出端(17)与右传动轴(20)直接连接，本实施例中反向输入端(2)就是制动端(2)，同向输入端(1)就是动力输入端(1)，制动端(2)与可调制动器(18)直接连接，动力输入端(1)与动力源连接。

在动力转速从动力输入端(1)分动传动到左传动轴(19)、右传动轴(20)的传动过程中，通过调节与制动端(2)直接连接的可调制动器(18)的制动力，就调节了差速传动阻尼。

本实施例可用于机动车辆左右主动轮的可变阻尼差速传动。

实施例2：本发明双流可调阻尼差速器的第二种例子，由一个双流变速器、左传动轴、右传动轴和一个可调制动器连接构成。参见图2。

双流变速器左行星排、右行星排采用双太阳轮行星排，这两个行星排的轴线平行，其行星轮的轮组数目均为二组；以节圆直径较大的太阳轮作为左输出端(14)、右输出端(11)，另一太阳轮作为左一号输入端(12)、右一号输入端(9)，行星架作为左二号输入端(13)、右二号输入端(10)。设置反向输入端(2)与左二号输入端(13)直接连接，在反向输入端(2)上设置左制动齿轮(8)，在右二号输入端(10)上设置右制动齿轮(7)，使左制动齿轮(8)与右制动齿轮(7)啮合，形成从反向输入端(2)到右二号输入端(10)的间接连接，该间接连接传动比设置为-1.0，即左制动齿轮齿数＝右制动齿轮齿数。在左一号输入端(12)上设置左动力齿轮(6)，在右一号输入端(9)上设置右动力齿轮(4)，在同向输入端(1)上设置动力齿轮(5)，使动力齿轮(5)与左动力齿轮(6)啮合，使动力齿轮(5)与右动力齿轮(4)啮合，设置从同向输入端(1)到左一号输入端(12)的传动比等于从同向输入端(1)到右一号输入端(9)的传动比，即动力齿轮齿数＝左动力齿轮齿数＝右动力齿轮齿数。

左传动轴(20)是连接左输出端(14)，向左主动轮输出动力的传动轴；右传动轴(17)是连接右输出端(11)，向右主动轮输出动力的传动轴。

可调制动器(3)，采用电控制动器，是制动力可调节的制动器。本实施例通过调节可调制动器(3)的制动力来调节差速传动阻尼。

本实施例的连接方法为：在左输出端(14)上设置左输出锥齿轮(18)，在左传动轴(20)上设置左传动锥齿轮(19)，使左输出锥齿轮(18)与左传动锥齿轮(19)啮合；在右输出端(11)上设置右输出锥齿轮(15)，在右传动轴(17)上设置右传动锥齿轮(16)，使右输出锥齿轮(15)与右传动锥齿轮(16)啮合；设置从左输出端(14)到左传动轴(20)的传动比等于从右输出端(11)到右传动轴(17)的传动比，即左输出锥齿轮齿数＝左传动锥齿轮齿数、右输出锥齿轮齿数＝右传动锥齿轮齿数。本实施例中反向输入端(2)就是制动端(2)，同向输入端(1)就是动力输入端(1)，制动端(2)与可调制动器(3)直接连接，动力输入端(1)与动力源连接。

在动力转速从动力输入端(1)分动传动到左传动轴(20)、右传动轴(17)的传动过程中，通过调节与制动端(2)直接连接的可调制动器(3)的制动力，就调节了差速传动阻尼。

本实施例可用于机动车辆左右主动轮的可变阻尼差速传动。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化与改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求及同等物界定。

Claims (2)

1.双流可调阻尼差速器，由一个双流变速器、左传动轴、右传动轴与一个可调制动器连接构成，双流变速器是两个行星排连接形成的结构，特征是两个行星排设置为同种行星排，两个行星排具有相同特性参数，称为左行星排与右行星排，这两个同种行星排的种类可以是任意种类的完整行星排，左行星排以其运动特性方程中系数绝对值最大项所对应的部件作为左输出端，另外两个部件中一个部件作为左一号输入端，另一个部件作为左二号输入端，右行星排以其运动特性方程中系数绝对值最大项所对应的部件作为右输出端，另外两个部件中一个部件作为右一号输入端，另一个部件作为右二号输入端，作为左一号输入端的部件与作为右一号输入端的部件名称相同，作为左二号输入端的部件与作为右二号输入端的部件名称相同，设置一个输入端，使该输入端与左一号输入端连接、与右一号输入端连接，连接的结果在该输入端输入转速时使左一号输入端与右一号输入端的转动方向相同、且该输入端到左一号输入端的传动比与该输入端到右一号输入端的传动比相等，该输入端就称为同向输入端，设置另一个输入端，使该输入端与左二号输入端连接、与右二号输入端连接，连接的结果在该输入端输入转速时使左二号输入端与右二号输入端的转动方向相反、且该输入端到左二号输入端的传动比绝对值与该输入端到右二号输入端的传动比绝对值相等，该输入端就称为反向输入端；左传动轴是连接左输出端，向左主动轮输出动力的传动轴，右传动轴是连接右输出端，向右主动轮输出动力的传动轴；可调制动器是制动力可调节的制动器；双流可调阻尼差速器的连接方法为：使左输出端与左传动轴连接，使右输出端与右传动轴连接，设置从左输出端到左传动轴的传动比等于从右输出端到右传动轴的传动比，双流变速器与左传动轴、右传动轴连接后，同向输入端与反向输入端这两个输入端，必有一个输入端的转速导致左传动轴与右传动轴的转速相同，这个输入端就是本发明的动力输入端，动力输入端连接动力源，另一个输入端的转速导致左传动轴与右传动轴的转速绝对值相同、转动方向相反，这个输入端就是本发明的制动端，制动端直接连接可调制动器。

2.如权利要求1所述的双流可调阻尼差速器，在动力转速从动力输入端分动传动到左传动轴、右传动轴的传动过程中，通过调节与制动端直接连接的可调制动器的制动力，就调节了差速传动阻尼，实现了结构简单的按需要改变差速传动阻尼的可变阻尼差速器。